(57)【要約】  励磁オルタネータ（９）のための本発明に係る調整装置（５）は、電圧フィードバックループ（６）と温度フィードバックループ（１５）とを備え、温度フィードバックループ（１５）は、温度を測定／推定して現在の温度（Ｔ）を与えるための手段と、最大許容温度（Ｔｍａｘ）と現在の温度との間の温度誤差（εＴ）を生成する比較器（１８）と、オルタネータの現在の回転速度を入力するための手段と、温度誤差と、現在の回転速度に応じて所定の補正法則にしたがって速度補正手段により供給される速度補正とに応じて前記最大許容励磁のパーセンテージ（ｒｍａｘ）を供給する制御モジュール（１９）とを備える。
2019510461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）であって、前記自動車両が、前記オルタネータ（９）のロータの励磁巻線を備える励磁回路内を循環する励磁電流の強度（ＩＥＸＣ）を制御するとともに前記オルタネータ（９）の実際の温度（Ｔ）を所定の最大許容温度（Ｔｍａｘ）未満に維持することによって前記オルタネータ（９）により生成される直流電圧（Ｂ＋Ａ）を所定の設定電圧（Ｕ０）に晒すタイプのものである、装置（５）において、前記装置が制御ループ（６）を備え、この制御ループ（６）は、
前記直流電圧（Ｂ＋Ａ）を取得して、測定電圧（Ｕｂ＋）を供給するための手段（１０）と、
前記設定電圧（Ｕ０）から前記測定電圧（Ｕｂ＋）を差し引いて電圧誤差（εｖ）を生成する第１の比較器（１１）と、
前記電圧誤差（εｖ）を調整して入力励磁パーセンテージ（ｒｉ）を与えるための第１の手段（１２）と、
前記入力励磁パーセンテージ（ｒｉ）にしたがって最大許容励磁パーセンテージ（ｒｍａｘ）に制限される出力励磁パーセンテージ（ｒ０）を与える飽和モジュール（２２）と、
前記出力励磁パーセンテージ（ｒ０）に等しいデューティサイクルを伴うパルス幅変調信号（ＰＷＭ）の発生器（１３）と、
前記強度（ＩＥＸＣ）を制御する前記パルス幅変調信号（ＰＷＭ）によって制御される半導体スイッチ（１４）と、
を備え、
前記装置が温度制御ループ（１５，１６，１７）も備え、前記温度制御ループ（１５，１６，１７）は、
温度を測定／推定して前記実際の温度（Ｔ）を与えるための第１の手段と、
前記最大許容温度（Ｔｍａｘ）と前記実際の温度（Ｔ）との間の温度誤差（εＴ）を生成する第２の比較器（１８）と、
前記オルタネータ（９）の実際の回転速度（Ｖ）を入力するための手段と、
前記温度誤差（εＴ）と、前記実際の回転速度（Ｖ）に依存する所定の補正法則にしたがって速度を補正するための手段（３２）により与えられる速度補正（Ｖｃｏｒ）とにしたがって前記最大許容励磁パーセンテージ（ｒｍａｘ）を与える制御モジュール（１９，２０，２１）と、
を備えることを特徴とする装置（５）。
【請求項２】
前記温度制御ループ（１５，１６，１７）は、周囲温度（Ｔａｍｂ）を考慮に入れるための手段を更に備え、前記補正法則が前記周囲温度（Ｔａｍｂ）によってパラメータ化されることを特徴とする請求項１に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項３】
前記補正法則は、一般的ないわゆるディッシュ形式を有するとともに、
前記周囲温度（Ｔａｍｂ）にしたがって変化可能な第１の回転速度（Ｓ１）と第２の所定の回転速度（Ｓ２）との間に少なくとも１つの第１のマイナス勾配（Ｓｌｏｐｅ＿Ｌ）を有し、
前記第２の回転速度（Ｓ２）と第３の所定の回転速度（Ｓ３）との間でゼロであり、
前記第３の回転速度（Ｓ３）と前記周囲温度にしたがって変化する第４の回転速度（Ｓ４）との間に少なくとも１つの第２のプラス勾配（Ｓｌｏｐｅ＿Ｈ）を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項４】
前記制御モジュール（１９，２０，２１）は、
前記温度誤差（εＴ）を調整して熱補正パーセンテージ（ＣεＴ）を与えるための第２の手段（３３）と、
最大基準励磁パーセンテージと前記速度補正（Ｖｃｏｒ）との第１の和から前記熱補正パーセンテージ（ＣεＴ）を差し引くことによって前記最大許容励磁パーセンテージ（ｒｍａｘ）を計算する比較器−加算器（３４）と、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項５】
前記制御モジュール（１９，２０，２１）は、前記最大許容励磁パーセンテージ（ｒｍａｘ）を強制的に前記最大基準励磁パーセンテージ（１００％）にするための手段（３７）を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項６】
前記強制手段（３７）は、前記車両のエンジン制御ユニット（３９）のアクティブ化命令によってアクティブにされることを特徴とする請求項５に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項７】
前記強制手段（３７）は、前記実際の回転速度（Ｖ）の時間的変化（ｄＶ／ｄｔ）が絶対値として所定の閾値よりも大きい場合及び場合にのみアクティブにされることを特徴とする請求項６に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項８】
前記強制手段（３７）は、前記実際の温度（Ｔ）が所定の温度上昇分（ΔＴ）だけ増大される前記最大許容温度（Ｔｍａｘ）に等しい限界温度（Ｔｌｉｍ）よりも低い限りにおいてアクティブのままであることを特徴とする請求項７に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項９】
前記強制手段（３７）は、前記実際の温度（Ｔ）が前記限界温度（Ｔｌｉｍ）に達するときに所定の持続時間にわたってタイマー（４５）により非アクティブにされることを特徴とする請求項８に記載の自動車両のオルタネータ（９）を調整するための装置（５）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の調整装置（５）を備える自動車両オルタネータ（９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両のオルタネータを調整するための装置に関する。また、本発明は、この調整装置を備えるオルタネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載機器の消費増大に起因して自動車両のオルタネータ又はオルタネータ−スタータが今日においてもたらさなければならない電力の増大に立ち向かうべく、約４〜１０ｋＷの電力を供給するために、１２Ｖではなく約４８Ｖの公称車載ネットワーク電圧を使用する傾向がある。
【０００３】
また、車載ネットワークの公称電圧が１２Ｖであり続ける場合であっても、ある特定の場合には、オルタネータのロータで循環する励磁電流の強度を増大させることによってオルタネータの出力性能を断続的に高めることが望ましい場合がある。
【０００４】
標準的なオルタネータの出力性能を高める１つの方法は、ロータの励磁巻線のインピーダンスを減少させることであり、これは、車載ネットワークの同じ公称電圧において、励磁電流、したがって磁束を増大させる作用がある。
【０００５】
この手続き態様は、小型化の実施において、すなわち、特定のカテゴリの車両において機器の一部をその特性を高めつつ使用することが求められる場合において有利である。
【０００６】
しかしながら、特性が高められたブースト式オルタネータの場合、機器製造業者は、機械の熱平衡の問題を明らかに有し、それに対応してジュール効果による損失を増大させる電流の増大を伴う。
【０００７】
したがって、オルタネータ電流をオルタネータの温度に依存する値に制限することが必要である。
【０００８】
フランス特許出願第２９３８９８７号明細書において、ＶＡＬＥＯ  ＥＱＵＩＰＥＭＥＮＴＳ  ＥＬＥＣＴＲＩＱＵＥＳ  ＭＯＴＥＵＲ社は、車両用のオルタネータ−スタータシステムにおける最大励磁電流を制限するための方法について記載する。この方法によれば、最大励磁電流は、オルタネータスタータの温度に応じて、予めプログラムされた最大励磁電流の少なくとも１つの制限曲線に基づいて決定される。最大励磁電流を決定するために、オルタネータスタータの回転速度も考慮に入れられる。
【０００９】
記載された方法は、定常速度での温度の効率的な安定化を可能にするが、発明者は、速度の移行段階中に機械の電流出力が低下することを見出した。
【００１０】
実際に、熱平衡への復帰は、例えばほぼ数秒となり得る速度移行に対して遅い現象（２００秒の大きさ程度の熱時定数）である。結果として、最大励磁電流が制限方法によって不必要に制限される可能性があり、その一方で、機械の温度は安定化する傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】フランス特許出願第２９３８９８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の目的は、特に車両の減速段階中及び加速段階中に、出力のこの損失を回避するために、熱制限機能の挙動を変更することである。
【００１３】
本発明は、このオルタネータによって生成される直流電圧を所定の設定電圧に晒す自動車両オルタネータの調整のための装置に関する。
【００１４】
この直流電圧は、オルタネータのロータの励磁巻線を備える励磁回路内を循環する電流を制御することによって制御される。
【００１５】
この調整装置、それ自体知られているとともに、オルタネータの実際の温度を所定の最大許容温度未満に維持する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、自動車両オルタネータの調整のための装置は制御ループを備え、該制御ループは、
−生成される直流電圧を取得して、測定電圧を供給するための手段と、
−設定電圧からこの測定電圧を差し引いて電圧誤差を生成する第１の比較器と、
−この電圧誤差を調整して入力励磁パーセンテージを与えるための第１の手段と、
−この入力励磁パーセンテージにしたがって最大許容励磁パーセンテージに制限される出力励磁パーセンテージを与える飽和モジュールと、
−出力励磁パーセンテージに等しいデューティサイクルを伴うパルス幅変調信号の発生器と、
−励磁電流の強度を制御するパルス幅変調信号によって制御される半導体スイッチと、
を備える。
【００１７】
本発明に係る調整装置は温度制御ループも備え、該温度制御ループは、
−温度を測定／推定してオルタネータの実際の温度を与えるための第１の手段と、
−最大許容温度と実際の温度との間の温度誤差を生成する第２の比較器と、
−オルタネータの実際の回転速度を入力するための手段と、
−温度誤差と、実際の回転速度に依存する所定の補正法則にしたがって速度を補正するための手段により与えられる速度補正とにしたがって最大許容励磁パーセンテージを与える制御モジュールと、
を備える。
【００１８】
本発明によれば、温度制御ループは、周囲温度を考慮に入れるための手段を更に備え、補正法則が周囲温度によってパラメータ化される。
【００１９】
また、本発明によれば、補正法則は、いわゆるディッシュ形式を有するとともに、
−周囲温度に依存する第１の回転速度と第２の所定の回転速度との間に少なくとも１つの第１のマイナス勾配を有し、
−第２の回転速度と第３の所定の回転速度との間でゼロであり、
−第３の回転速度と前記周囲温度にしたがって変化する第４の回転速度との間に少なくとも１つの第２のプラス勾配を有する。
【００２０】
また、本発明に係る自動車両オルタネータの調整のための装置において、制御モジュールは、
−温度誤差を調整して熱補正パーセンテージを与えるための第２の手段と、
−最大基準励磁パーセンテージと速度補正との第１の和から熱補正パーセンテージを差し引くことによって最大許容励磁パーセンテージを計算する比較器−加算器と、
を備える。
【００２１】
また、本発明によれば、制御モジュールは、最大許容励磁パーセンテージを強制的に前記最大基準励磁パーセンテージにするための手段を更に備える。
【００２２】
これらの強制手段は、本発明によれば、車両のエンジン制御ユニットのアクティブ化命令によってアクティブにされる。
【００２３】
本発明によれば、強制手段は、実際の回転速度の時間的変化（ｄＶ／ｄｔ）が絶対値として所定の閾値よりも大きい場合及び場合にのみアクティブにされる。
【００２４】
本発明によれば、強制手段は、実際の温度が所定の温度上昇分だけ増大される最大許容温度に等しい限界温度よりも低い限りにおいてアクティブのままである。
【００２５】
本発明によれば、強制手段は、実際の温度が限界温度に達するときに所定の持続時間にわたってタイマーにより非アクティブにされる。
【００２６】
また、本発明の主題は、先に記載されるような調整装置を備える自動車両オルタネータである。
【００２７】
これらの幾つかの本質的な仕様は、従来技術と比べた本発明により与えられる利点を当業者に明らかにする。
【００２８】
本発明の詳細な仕様は、添付図面と関連する以下の説明で与えられる。これらの図面が、説明の文章を単に図示するという目的を果たすにすぎず、決して本発明の範囲の限定を成すものでないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】臨界でない熱平衡を伴う従来技術で知られるオルタネータの回転速度にしたがった出力及び温度の読み取り値を示す。
【図１ｂ】臨界熱平衡を伴う従来技術で知られるオルタネータの回転速度にしたがった出力及び温度の読み取り値を示す。
【図２】本発明に係る温度制御ループを備える自動車両のオルタネータの調整のための装置の一般的なプロセス図である。
【図３ａ】最大許容励磁パーセンテージを規定する制御法則を表すグラフである。
【図３ｂ】この制御法則から導き出される飽和関数を表す他のグラフである。
【図４ａ】本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、標準的なオルタネータの出力及び温度の読み取り値（細線）と、本発明に係る調整装置を備える同様のオルタネータの出力及び温度の読み取り値（太線）との間の比較を明らかにする。
【図４ｂ】これらのオルタネータの一方における最大許容励磁パーセンテージを示す。
【図４ｃ】これらのオルタネータの他方における最大許容励磁パーセンテージを示す。
【図５ａ】本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、本発明に係る調整装置を備えるオルタネータの回転速度の移行の時間図を示す。
【図５ｂ】本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、オルタネータの励磁電流の時間図を示す。
【図５ｃ】本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、オルタネータの実際の温度の時間図を示す。
【図５ｄ】本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、オルタネータの出力時間図を示す。
【図６】本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、本発明に係る温度制御ループが速度移行前に非アクティブにされるときの速度移行中の出力の読み取り値（破線）と本発明に係る温度制御ループがアクティブであるときの速度移行中の出力の読み取り値（実線）との間の比較を明らかにする。
【図７】本発明に係る自動車両オルタネータの調整のための装置の温度制御ループに介在する速度補正の法則の最大許容励磁パーセンテージへの影響を示す。
【図８】本発明の第１の好ましい実施形態に係る自動車両オルタネータの調整のための装置の温度制御ループの詳細なプロセス図である。
【図９ａ】本発明の第１の好ましい実施形態に係る調整装置を備えるオルタネータの速度移行の時間図を示す。
【図９ｂ】オルタネータの実際の温度の時間図を示す。
【図９ｃ】オルタネータの熱補正パーセンテージの時間図を示す。
【図９ｄ】オルタネータの速度補正の時間図を示す。
【図９ｅ】オルタネータの最大許容励磁パーセンテージの時間図を示す。
【図９ｆ】オルタネータの出力の時間図を示す。
【図１０】図８に示される本発明の第１の好ましい実施形態に係る温度制御ループの速度補正が介在する速度移行中の出力の読み取り値（実線）と本発明に係る速度補正が適用されなかった場合の速度移行中の出力の読み取り値（破線）との間の比較を明らかにする。
【図１１】本発明の第２の好ましい実施形態に係る自動車両オルタネータの調整のための装置の温度制御ループの詳細なプロセス図である。
【図１２】図８に示される本発明の第１の好ましい実施形態に係る温度制御ループの速度補正が介在する速度移行中の出力の読み取り値（実線）と図１１に示される本発明の第２の実施形態にしたがって温度制御ループの作用が一時的に停止される場合の速度移行中の出力の読み取り値（破線）との間の比較を明らかにする。
【図１３】本発明に係る調整装置を備えるオルタネータの特定の実施形態における最大許容励磁パーセンテージ（実線）の時間図の一例である（破線の漸近曲線）。
【図１４】制限を伴う（連続線）及び制限を伴わない（点破線）出力曲線（中空線）及び温度曲線（実線）で本発明に係るオルタネータの静的挙動を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
一般的にオルタネータの熱的問題が図１ａ及び図１ｂに示される。
【００３１】
図１ａ中の実線１における曲線は、最大周囲温度（例えば１２５℃）及び課された作動電圧（例えば１３．５Ｖ）での最大励磁（いわゆる「全磁場」）におけるオルタネータの回転速度Ωにしたがったオルタネータの出力Ｉの特性を表す。
【００３２】
このとき、「鉄」オルタネータ温度Ｔ、すなわち、ステータの磁気質量のポイントでの温度を、いわゆる「安定化」ポイントでのロータの異なる回転速度Ωに関して読み取ることができ、結果として得られる曲線も図１ａ中に破線２で示される。
【００３３】
良好な熱平衡を有するオルタネータは、最大許容「鉄」温度閾値Ｔｍａｘを超えない「鉄」温度Ｔを有する。この熱平衡は、このとき、前述の作動状態おいて臨界ではない。
【００３４】
励磁電流を増大させる作用がある例えばロータの励磁巻線のインピーダンスを減少させることによって図１ｂ中の実線３における他方の曲線により示されるように出力性能Ｉが高められる機械（ブースト式オルタネータ）の場合、「鉄」温度Ｔは、前述の作動状態では、破線４における他方の曲線によっても示されるように、いわゆる「温度臨界」速度区間ΔΩにおいて最大許容温度閾値Ｔｍａｘを超える。最大温度閾値を超えるこのタイプの事象は、オルタネータが通常よりも高いボンネット下の温度で作動しているときにも生じ得る。
【００３５】
これらの条件では、オルタネータを冷却するための手段はジュール効果による異なる損失（鉄損、銅損など）に起因して熱を放出することができない。
【００３６】
このとき、機械の熱平衡は破壊されていると見なされる。温度臨界速度区間ΔΩにおけるオルタネータの動作の過度に長い持続時間は、過度の温度の結果として機械の破壊を引き起こし易い。
【００３７】
本発明に係るオルタネータの調整のための装置５の図２に与えられる一般的なプロセス図は、ブースト式オルタネータの熱安定性の問題と実質的に関連付けられる。
【００３８】
オルタネータの熱的問題を解決するために、本発者によって提案される解決策は、レギュレータ５を使用してオルタネータ上（より具体的には、例えば、ダイオードの温度を測定するために、ステータの鉄上又は機械のリアベアリング上）に配置されるセンサによってオルタネータの実際の温度Ｔを制御することである。
【００３９】
それ自体知られている態様で、このレギュレータ５は電圧制御ループ６を備え、この電圧制御ループは、車両の車載ネットワークの直流電圧Ｂ＋Ａを設定電圧Ｕ０に晒すことができるようにし、車載ネットワークは、一般に、オルタネータ９によって給電されるバッテリ７及び様々な機器８を備える。
【００４０】
従来のように、この電圧制御ループ６は、
−オルタネータ９のプラス端子にかかる直流電圧Ｂ＋Ａを取得して測定電圧Ｕｂ＋を供給するための手段１０と、
−測定電圧Ｕｂ＋を設定電圧Ｕ０から差し引いて電圧誤差εｖを生成する第１の比較器１１と、
−フィルタリング及びゲインの適合によってこの電圧誤差εｖを調整して入力励磁パーセンテージｒｉを供給する第１の手段１２と、
−電圧誤差εｖに依存するとともに励磁の強度Ｉｅｘｃを制御する半導体スイッチ１４を制御する出力励磁パーセンテージに等しいデューティサイクルｒ０を伴うパルス幅変調信号ＰＷＭの発生器１３と、
を備える。
【００４１】
本発明によれば、レギュレータ５は温度制御ループ１５を更に備える。
【００４２】
図２によって明らかに示されるように、この温度制御ループ１５は、オルタネータ９の実際の温度Ｔを与える第１の温度センサを備える。
【００４３】
この温度センサは、ダイオードの温度を測定するためにステータの鉄上又はリアベアリング上に配置されるレギュレータ５の外側のセンサであってもよく、或いは代わりに、半導体スイッチ１４の接合部温度を測定するレギュレータ５の内側のセンサであってもよい。
【００４４】
実際の温度Ｔから所定の最大許容温度Ｔｍａｘを差し引く第２の比較器１８が温度誤差εＴを生成し、制御モジュール１９は、この温度誤差εＴに基づいて、電圧制御ループ６に最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘを供給し、最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘは、オルタネータ９の実際の温度Ｔを所定の最大許容温度Ｔｍａｘの値に維持できるようにする。
【００４５】
温度誤差εＴにしたがって最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘを規定する制御法則の一例が図３ａに表される。
【００４６】
この例では、線形領域Ａ０において、温度誤差εＴにしたがった最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘの勾配は、この勾配が調整処理チェーンに適用されるゲインに依存するという知識において、約−５％／℃である。
【００４７】
線形領域Ａ０において、勾配は、必要とされる限られた温度精度にしたがって多かれ少なかれ大きい温度調整ループゲインを得るように適合され得る。
【００４８】
温度誤差εＴが２０℃〜１００℃である制御法則の他の領域Ｂ１において、オルタネータ９は、所定の最大許容温度Ｔｍａｘよりもはるかに高い実際の温度Ｔにあり、また、励磁が遮断される（最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘがゼロ）。
【００４９】
温度誤差εＴがマイナス（制御法則の領域Ｂ２）である場合、実際の温度Ｔは所定の最大許容温度Ｔｍａｘよりもはるかに低く、また、励磁は電圧制御ループ６のみに依存する（最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘが１００％）。
【００５０】
制御モジュール１９，２０，２１によって供給される最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘ  は、電圧誤差εＶの調整のための第１の手段１２とパルス幅変調信号１３の発生器との間で電圧制御ループ６に直列に挿入される飽和モジュール２２に印加される。
【００５１】
結果として得られる飽和関数が図３ｂに表される。入力励磁パーセンテージｒｉに依存する出力励磁パーセンテージｒｏは、最大限でも、制御モジュール１９，２０，２１によって供給される最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘに等しい。
【００５２】
図４ａ、図４ｂ、及び、図４ｃは、実際の温度Ｔが準定常作動モードで安定される場合又は実際の回転速度Ｖが考慮に入れられないという前提において、本発明に係る調整装置５を備えるオルタネータ９のための温度制御ループ１５，１６，１７の効果を、本発明に係る調整装置５を伴わない臨界速度範囲ΔＶ内で臨界熱平衡を伴う標準的なオルタネータと比較して示す。
【００５３】
標準的なオルタネータの場合、実際の温度Ｔｓ（細い破線２３）は、励磁が「全磁場」（図４ｂ）であり続ける場合には、図４ａに明確に示されるように、出力  Ｉｓ（細い実線２４）が回転速度Ｖにしたがって増大するときに、臨界速度範囲ΔＶ内で２５０℃を超えて２５５℃に達する。
【００５４】
本発明に係るオルタネータ９の場合、実際の温度Ｔ（太い破線２５）は２５０℃よりも低いままである。
【００５５】
温度制御のみの結果として、励磁２６は、臨界速度範囲ΔＶ内で「全磁場」のままではなく、この例では２５％減少する。これらの条件において、本発明に係るオルタネータの出力Ｉ（太い実線２７）は、標準的なオルタネータの出力Ｉｓよりも低いが、オルタネータ９を２５０℃未満に保つことにより、オルタネータの構成要素の完全性を保つことができる。
【００５６】
本発明に係る調整装置５は、動的な作動速度での温度制御ループ１５，１６，１７においてオルタネータ９の実際の回転速度Ｖを考慮に入れることによって、出力Ｉのこの損失を回避できるようにする。
【００５７】
既に示した理由のため、機械９がその実際の最高温度Ｔに達するのは約３０００ｒｐｍにおいてである。このことは、機械９が３０００ｒｐｍにおいて安定化されて実際の回転速度Ｖが減少又は増加する場合に機械の実際の温度Ｔが低下することを意味する。しかしながら、これは、例えば約２秒となり得る速度移行と比較して遅い現象（熱時定数が約２００秒）である。
【００５８】
温度制御ループ１５，１６，１７が実際の回転速度Ｖを考慮に入れなかった場合には、これにより、これらの速度移行段階中に機械９の電流出力Ｉの低下が引き起こされる。
【００５９】
図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び、図５ｄは、速度移行２８の前の（Ａにおける）、速度移行２８の後の（Ｂにおける）、及び、熱平衡への復帰後の（Ｃにおける）この現象を説明する例である。
【００６０】
Ａ：機械９の実際の回転速度Ｖが３０００ｒｐｍで安定される（図５ａ）。温度制御ループ１５，１６，１７は、出力Ｉ（図５ｄ）を制限し、したがって実際の温度Ｔ（図５ｃ）を制御するために、出力励磁パーセンテージｒｏを９４％に設定した（図５ｂ）。
【００６１】
速度移行２８中、実際の回転速度Ｖが３０００ｒｐｍから１５００ｒｐｍへと非常に急速に推移する。実際の温度Ｔは実質的には未だ変化しておらず、したがって、ロータの励磁の制限は、速度移行２８の全体にわたって９４％で依然としてアクティブである。
【００６２】
Ｂ：機械９の実際の温度Ｔが低下する傾向がある（図５ｃ）。その結果、温度制御ループ１５，１６，１７はロータのより大きな励磁を次第に許容し（図５ｂ）、したがって、機械９の出力Ｉが増大する（図５ｄ）。
【００６３】
Ｃ：ロータの励磁が１００％に戻り（図５ｂ）、出力Ｉが機械９の熱平衡（図５ｃ）まで僅かに更に増大する（図５ｄ）。
【００６４】
しかしながら、１５００ｒｐｍでは、最終的に機械９を制限する必要はないが、速度移行２８中及び速度移行２８後の暫くの間、実際の温度Ｔのゆっくりとした推移が出力Ｉの制限を引き起こす。実際の温度Ｔが低下して安定化し始めるには、また、オルタネータ９の出力Ｉが公称値に戻るためには、特定の時間が必要である。
【００６５】
より具体的には速度移行２８中に生じる現象に関連して、図６は、この速度移行２８中の実際の回転速度Ｖにしたがった出力Ｉを表す。
【００６６】
図６は、本発明にしたがった速度補正が適用されないという前提において、本発明に係る温度制御ループ１５，１６，１７が速度移行２８前に非アクティブにされるときの速度移行２８中の出力の読み取り値（破線２９）と本発明に係る温度制御ループがアクティブであるときの速度移行２８中の出力の読み取り値（実線３０）との間の比較を明らかにする。
【００６７】
速度移行２８中、約１０Ａの出力Ｉの損失が気付かれる。この数値は、機械９及び試験条件にしたがって可変であるが、その挙動は試験形態に関係なく同一である。
【００６８】
車両の減速段階中及び加速段階中の挙動は、温度制御ループ１５，１６，１７における機械９の実際の温度Ｔを補って完全にするものとしてのオルタネータ９の実際の回転速度Ｖの使用により本発明にしたがって改善される。これは、機械９の熱状態を予測して出力Ｉを可能な限り急速に回復させるためである。
【００６９】
本発明の原理は、一群のオルタネータの所定のモデルに関して速度補正法則の一般的な形式を予め特定した後、この一般的な形式を調整装置５に記憶することである。
【００７０】
機械９が制御されている間に最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘ、すなわち、ロータの励磁の制限を測定することにより、得られる曲線がいわゆる「ディッシュ」形式を有することが分かり、その曲線は、その後、図７に表されるように近似され得る。すなわち、
−実際の回転速度Ｖが低い場合には、機械９が電流を出力するのに十分に速く回転しておらず、したがって、機械９が加熱されていないため、励磁の制限ｒｍａｘは不要となり、
−機械９がより多くの電流を出力しているため、第１の回転速度Ｓ１を発端として、励磁の制限ｒｍａｘがアクティブになる。機械は加熱するが、換気は機械を冷却するのに十分ではない。実際の回転速度Ｖが増大するにつれて、励磁の制限ｒｍａｘは益々大きくなり、
−３０００ｒｐｍを下回る及び上回る第２の所定の回転速度Ｓ２と第３の所定の回転速度Ｓ３との間では、機械９がその臨界熱領域で動作しており、したがって、励磁の制限ｒｍａｘがその最大値に達し、
−この第３の回転速度Ｓ３の後においては、換気が益々効率的となるため、励磁の制限ｒｍａｘが次第に緩和され、
−第４の回転速度Ｓ４に達したときには、機械９の励磁を更に制限する必要はない。
【００７１】
周囲温度Ｔａｍｂにしたがって、励磁のこの制限の大きさが変化する。最大制限平坦域３１を形成する第２及び第３の回転速度Ｓ２、Ｓ３は、周囲条件に関係なく近似によって一定と見なされる。
【００７２】
第１及び第２の回転速度Ｓ１、Ｓ２間にＳｌｏｐｅ＿Ｌとして及び第３及び第４の回転速度Ｓ３、Ｓ４間にＳｌｏｐｅ＿Ｈとして示される励磁の制限ｒｍａｘ／実際の回転速度Ｖの傾きも近似によって一定であると見なされる。第１及び第４の回転速度Ｓ１、Ｓ４のみが、可変であって、制限の大きさ、すなわち、周囲温度Ｔａｍｂに依存する。
【００７３】
制限／速度のこれらの勾配Ｓｌｏｐｅ＿Ｌ及びＳｌｏｐｅ＿Ｈの使用により、励磁の制限を予測できるとともに、速度移行段階２８中に出力Ｉを回復させることができる。各周囲温度値Ｔａｍｂは、速度にしたがって補正Ｖｃｏｒを与える補正値に対応する。
【００７４】
図８に示される本発明の第１の好ましい実施形態によれば、温度制御ループ１６は、図７に示される補正の法則が記憶される速度補正手段３２を含む制御モジュール２０を備える。
【００７５】
この制御モジュール２０は、入力手段によって与えられる実際の回転速度Ｖと周囲温度Ｔａｍｂとに基づいて速度補正Ｖｃｏｒをもたらす。
【００７６】
制御モジュール２０は、
−熱補正パーセンテージＣεＴを与える温度誤差εＴを調整するための第２の手段３３と、
−１００％の最大基準励磁パーセンテージと速度補正Ｖｃｏｒとの第１の和から熱補正パーセンテージＣεＴを差し引くことによって最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘを計算する比較器−加算器３４と、
を更に備える。
【００７７】
したがって、最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘは、以下の方程式によって与えられる。
【００７８】
ｒｍａｘ＝１００％−ＣεＴ＋Ｖｃｏｒ
以下の３つの状況が想定し得る。
【００７９】
−実際の回転速度Ｖが第２の回転速度Ｓ２よりも低く、このとき、
Ｖｃｏｒ＝（Ｖ−Ｓ２）×Ｓｌｏｐｅ＿Ｌである。
【００８０】
実際の回転速度Ｖが低ければ低いほど、速度補正Ｖｃｏｒは大きくなる。温度の影響は相殺される。実際の低い回転速度Ｖでは、機械９が殆ど加熱せず、したがって、減速移行２８中に励磁の制限が低減される。
【００８１】
−実際の回転速度Ｖが第２の回転速度Ｓ２と第３の回転速度Ｓ３との間にある：
Ｖｃｏｒ＝０
最大制限平坦域３１のレベルは、オルタネータ９の実際の温度Ｔによってのみ影響される。
【００８２】
−実際の回転速度Ｖが第３の回転速度Ｓ３よりも大きく、このとき、
Ｖｃｏｒ＝（Ｖ−Ｓ３）×Ｓｌｏｐｅ＿Ｈである。
【００８３】
回転速度Ｖが大きければ大きいほど、速度補正Ｖｃｏｒは大きくなる。温度の影響は相殺される。換気が十分に効率的である高い回転速度Ｖでは、それにより、速度増大への移行２８中に励磁の制限が減少される。
【００８４】
回転速度にしたがって（周囲温度Ｔａｍｂにしたがって非明示的に）このように補正される最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘは、電圧制御ループ６の飽和モジュール２２へ送信される。
【００８５】
この電圧制御ループ６が所要の設定電圧Ｕ０を維持するために９６％の入力励磁デューティサイクルｒｉを必要とすることを一例として受け入れさせる。それに関する限り、温度制御ループ１６は、９４％の機械９の現在の回転速度Ｖ及び温度に照らして適用可能な最大レベルにある飽和モジュール２２に送信する。
【００８６】
したがって、飽和モジュール２２は、電圧調整６によって要求される９６％を無視し、温度制限１６によって計算される９４％を適用する。直接的な結果は、設定電圧Ｕ０よりも低い測定電圧Ｕｂ＋であるが、限界温度Ｔｍａｘを超えない制御された実際の温度Ｔを伴う。
【００８７】
第１の回転速度Ｓ１を下回る及び第４の回転速度Ｓ４を上回ると、速度補正Ｖｃｏｒが熱補正パーセンテージＣεＴよりも大きい。これは、単に励磁の制限がなくなって最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘが１００％であるという結果を有する。
【００８８】
図９ａ、図９ｂ、図９ｃ、図９ｄ、図９ｅ、及び、図９ｆは、実際の回転速度Ｖの低下の前における  （Ａにおける）、最中における（Ｂにおける）、及び、後における（Ｃにおける）、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び、図５ｄと比較した、出力Ｉ（図９ｆ）に対する回転速度Ｖ（図９ａ）を考慮に入れる影響を明確に示す。
【００８９】
Ａ：オルタネータ９は、３０００ｒｐｍにおいて、すなわち、第２の回転速度Ｓ２（約２６００ｒｐｍ）と第３の回転速度Ｓ３（約３６００ｒｐｍ）との間の最大制限平坦域３１で安定化される。速度補正Ｖｃｏｒはゼロであり、また、機械９の実際の温度Ｔのみが考慮に入れられる。
【００９０】
実際の回転速度Ｖは減少し始める（図９ａ）。
【００９１】
Ｂ：実際の回転速度Ｖが第２の回転速度Ｓ２（２６００ｒｐｍに向かって）よりも低いと直ぐに、速度補正Ｖｃｏｒは、パラメータとしての第１の勾配Ｓｌｏｐｅ＿Ｌを伴って非ゼロになる（図９ｄ）。適用される最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘ（図９ｅ）は、温度誤差  εＴ及び速度補正Ｖｃｏｒに依存する。
【００９２】
ここでは予想の現象が介在する。すなわち、温度の推移の遅さが速度の分析によって補償される。
【００９３】
Ｃ：特定の実際の回転速度Ｖを発端として、熱補正パーセンテージＣεＴ（図９ｃ）と比較器−加算器３４によって実行される速度補正Ｖｃｏｒとの１００％の最大基準励磁パーセンテージの代数和は少なくとも１００％であり、したがって、励磁はもはや制限されず、機械９の温度が安定化される（図９ｆ）。
【００９４】
３０００ｒｐｍから始まる減速について説明されたこの挙動が他のパラメータとしての第３の回転速度Ｓ３及び第２の勾配Ｓｌｏｐｅ＿Ｈでの加速における挙動にも対称性により対応することに留意されたい。
【００９５】
実際の回転速度Ｖにしたがった機械９の出力Ｉの観点から、２秒間に３０００ｒｐｍから１５００ｒｐｍへの速度移行に関して図１０に示される曲線（実線３５）が得られる。
【００９６】
本発明にしたがった速度補正Ｖｃｏｒが適用されない場合に対応する（破線３６による）他方の曲線と比較して、速度が再び第２の回転速度Ｓ２未満まで、すなわち、２６００ｒｐｍまで低下すると、一時的な段階中の機械９の出力Ｉへの影響を明確に観察することができる。すなわち、出力Ｉが改善される。
【００９７】
図１１に示される本発明の第２の好ましい実施形態によれば、温度制御ループ１７は、図７に示される補正法則が記憶される速度補正手段３２に加えて、最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘを強制的に１００％の最大基準励磁パーセンテージにするための手段３７を含む制御モジュール１９，２１を備える。
【００９８】
この第２の実施形態は、前述した速度情報を考慮に入れることを組み入れるとともに、速度移行段階２８中の励磁の制限の増大を一時的に許容する。これは、本発明の第１の実施形態により得られる出力曲線Ｉ（実線３５）と比較して、図１２（破線３８）に示されるように、機械９の最大出力Ｉを非常に急速に回復させるためである。
【００９９】
結果として、機械９の臨界温度、例えばステータの温度に対して付加的なストレスが許容される。このストレスは機械９の設計中に考慮に入れられる。最大許容温度ＴｍａｘのΔＴとして示される暫定的な温度上昇は、限界温度Ｔｌｉｍまで許容される。
【０１００】
励磁の制限の非アクティブ化の許可、すなわち、最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘを１００％の強制的に最大基準励磁パーセンテージにするための許可は、以下のように実行される。
【０１０１】
−エンジン制御ユニット３９が強制手段３７にアクティブ化命令を与える；
−所定の閾値よりも絶対値として大きい実際の回転速度Ｖの時間的変化ｄＶ／ｄｔがバイパスモジュール４０によって観察される場合及び場合にのみ、最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘと１００％の最大基準励磁パーセンテージとの間でインバータ４２を制御する有効化手段４１に適用されるアクティブ化命令が有効化される；
−実際の温度Ｔが加算器４３により計算される限界温度Ｔｌｉｍよりも低い限りにおいて、検出モジュール４４が有効化手段によるアクティブ化命令の有効化を維持し、そうでなければ、インバータ４２は、直ちに励磁の制限を最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘに再び定め、タイマー４５がトリガされる。所定の期間が経過するまで、最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘの１００％への新たな強制は起こり得ない。
【０１０２】
単なる実施形態である以下に記載される例は、特に図９、図１３、及び、図１４に関連して、速度移行２８中の熱制限計算に対する実際の回転速度Ｖの影響を示す。
【０１０３】
図８に示される本発明の第１の実施形態に係る調整装置５を本発明者によってもたらされるオルタネータモデルに組み込むことが望まれる。
【０１０４】
第１の段階では、異なるパラメータが特定される。熱限界がステータの温度で最大２４０℃に設定される。
【０１０５】
図１３における実線４６の曲線は、ステータで２４０℃を超えないように、実際の回転速度Ｖにしたがって適用される最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘに対応する。破線４７における曲線は、励磁のこの同じ制限の漸近軌道である。
【０１０６】
いわゆる「タブ型」漸近曲線４７から、第１及び第２の勾配Ｓｌｏｐｅ＿Ｌ、Ｓｌｏｐｅ＿Ｈの値及び第２及び第３の速度Ｓ２、Ｓ３の値が抽出される。
【０１０７】
・Ｓ２＝２６００ｒｐｍ
・Ｓ３＝３６００ｒｐｍ
・Ｓｌｏｐｅ＿Ｌ＝（９８．５％−１００％）／（２６００ｒｐｍ−２３５０ｒｐｍ）＝−０．００６％／ｒｐｍ
・Ｓｌｏｐｅ＿Ｈ＝（１００％−９８．５％）／（４２００ｒｐｍ−３６００ｒｐｍ）＝０．００２５％／ｒｐｍ
ここで、異なるパラメータの値が分かっているので、図９に関連して、速度移行中に時間的挙動が解析される。
【０１０８】
Ａ：実際の回転速度Ｖは３０００ｒｐｍに等しい。
【０１０９】
したがって、Ｓ２＝Ｖ＝Ｓ３が適用され、また、この状況はＶｃｏｒ＝０であることを意味する。したがって、機械９の実際の温度Ｔに基づいて６％の制限が必要とされるという事実を考慮に入れて、以下が適用される。
【０１１０】
ｒｍａｘ＝１００％−ＣεＴ＋Ｖｃｏｒ＝１００％−６％＋０％＝９４％
実際の回転速度Ｖは減少し始める。
【０１１１】
Ｂ：実際の回転速度Ｖは第２の回転速度Ｓ２よりも低い。
【０１１２】
移行は急速であり、機械９の測定された実際の温度Ｔは同じままであり、したがって、ＣεＴ  ＝  ６％である。
【０１１３】
計算を例示するために幾つかの速度ポイントを取ってみる。
【０１１４】
・Ｖ＝２４００ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝１００％−ＣεＴ＋Ｖｃｏｒ＝１００％−ＣεＴ＋（Ｖ−Ｓ２）×Ｓｌｏｐｅ＿Ｌ
ｒｍａｘ＝１００％−６％＋（２６００−２４００）ｒｐｍ×０．００６％／ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝９５．２％
・Ｖ＝２０００ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝１００％−６％＋（２６００−２０００）ｒｐｍ×０．００６％／ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝９７．６％
・Ｖ＝１６００ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝１００％−６％＋（２６００−１６００）ｒｐｍ×０．００６％／ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝１００％
速度補正Ｖｃｏｒは、機械の実際の温度Ｔによって求められる励磁の制限を完全に補償する。最大許容励磁パーセンテージｒｍａｘは１００％である。
【０１１５】
Ｃ：実際の回転速度Ｖが１６００ｒｐｍよりも低い。
【０１１６】
・Ｖ＝１５００ｒｐｍ
ｒｍａｘ＝１００％−６％＋（２６００−１５００）ｒｐｍ×０．００６％／ｒｐｍ
調整装置５は明らかに１００％より多くの励磁を適用することができないため、ｒｍａｘ＝１００．６％が１００％に制限される。
【０１１７】
速度移行の状況とは別に、機械９の熱制限が確保されることが分かる。
【０１１８】
図１４は、出力曲線Ｉ（中空線４８，４９）及び実際の温度Ｔ曲線（実線５０，５１）を伴う、速度が安定したポイントにしたがった機械９の温度／出力性能を示す。
【０１１９】
本発明に係る機械９の実際の温度Ｔ（実線５０）は、出力Ｉ（中空線４８）の減少によって制御される。一点鎖線の曲線４９，５１は、本発明に係る調整装置５を伴わない機械９の性能の投影であり、このとき、オルタネータ９の温度は、出力が良好であっても（中空一点鎖線４９）２６５℃で最大５２というように非常に高くなりすぎる（実線の一点鎖線５１）。
【０１２０】
本発明が前述した好ましい実施形態のみに限定されないことが分かる。
【０１２１】
特に、先に特定された温度、速度、勾配、又は、レベルの特定の値は、単に一例として与えられる。
【０１２２】
調整装置５の様々な機能ブロック、特に制御モジュール１９，２０，２１の指定された機能ブロックは、同じ機能を実行するために、組み合わされ、分離され、又は、他のブロックに取って代えられ得る。
【０１２３】
したがって、本発明は、それどころか、以下の特許請求項により規定される範囲内にとどまる全ての想定し得る変形実施形態を組み入れる。
【図１ａ】
2019510461.tif 000003
【図１ｂ】
2019510461.tif 000004
【図２】
2019510461.tif 000005
【図３ａ】
2019510461.tif 000006
【図３ｂ】
2019510461.tif 000007
【図４ａ−４ｃ】
2019510461.tif 000008
【図５ａ−５ｄ】
2019510461.tif 000009
【図６】
2019510461.tif 000010
【図７】
2019510461.tif 000011
【図８】
2019510461.tif 000012
【図９ａ−９ｆ】
2019510461.tif 000013
【図１０】
2019510461.tif 000014
【図１１】
2019510461.tif 000015
【図１２】
2019510461.tif 000016
【図１３】
2019510461.tif 000017
【図１４】
2019510461.tif 000018
【国際調査報告】
2019510461.tif 000019
2019510461.tif 000020
2019510461.tif 000021
2019510461.tif 000022
2019510461.tif 000023
2019510461.tif 000024